半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件及其制造方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有图形化的膜层；在所述半导体衬底以及图形化的膜层表面形成刻蚀阻挡层；在所述刻蚀阻挡层表面形成材料层；刻蚀所述材料层直至暴露出所述刻蚀阻挡层的表面，从而在所述图形化的膜层侧壁形成具有缓变侧壁的缓变坡度材料层；去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。本发明专利技术可解决图形化的膜层侧壁处刻蚀后容易出现残留的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种。
技术介绍
微电子机械系统(Micro-Electro-MechanicalSystem, MEMS)技术具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等诸多优点，故其已开始广泛应用诸多领域。而 CMOS与MEMS的集成可以结合CMOS的高性能和MEMS的多功能，成为推动MEMS技术走向大规模应用的关键。MEMS结构中，某些膜层的底部与顶部处于不同平面，即会产生一个台阶，台阶高度通常具有上千埃甚至上万埃，而后续薄膜淀积往往只有几百埃至几千埃，因此台阶会始终存在。由于CMOS工艺中的光刻、刻蚀时通常图形是在一个平面上，尤其是干法刻蚀具有很强的各向异性，使竖直方向各个区域的刻蚀速率相同，而横向刻蚀速率很小，因此在利用常用的光刻、刻蚀工艺进行图形化的过程中，由于台阶的存在，台阶处侧壁上的薄膜在竖直方向厚度会大大厚于平面区域，可能会导致台阶处底部的薄膜在干法刻蚀后留下残留物。尤其在台阶斜度比较直、台阶高度比淀积的薄膜厚度大很多的情况下，即使刻蚀工艺时增加比较多的过刻蚀时间，仍然难以去除干净。这有可能导致结构性能上的失效，比如如果残留的是金属薄膜，可能会导致局部短路。因此，需要特殊的集成方案来解决底部残留的问题。具体请参考图IA 1C，其为现有的半导体器件制作方法中各步骤对应的器件的剖面结构示意图，该方法用以形成MEMS结构的电极。如图IA所示，首先，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100上形成有释放保护层101，所述释放保护层101上形成有图形化的敏感材料层110 ；然后，形成电极材料层 120，所述电极材料层120覆盖所述图形化的敏感材料层110以及释放保护层101的表面。如图IB所示，接着，在所述电极材料层120表面形成图形化光刻胶层130。如图IC所示，接下来，以所述图形化光刻胶层130为掩膜，刻蚀所述电极材料层 120，从而形成电极121，所述电极121分别覆盖在所述图形化的敏感材料层110的上表面以及释放保护层101的部分区域。然而，由于所述图形化的敏感材料层110与释放保护层101具有高度差，即形成了台阶，并且该图形化的敏感材料层110的侧壁比较陡峭(即台阶的高度较高)；因此，在形成电极材料层120时，图形化的敏感材料层110侧壁上的电极材料层的厚度比释放保护层 101上的电极材料层的厚度要大很多，因此，在刻蚀所述电极材料层120时，图形化的敏感材料层110侧壁的电极材料层则无法被全部刻蚀掉，如图IC所示，使得图形化的敏感材料层110侧壁具有残留的电极材料层122，这将导致出现局部短路，影响最终形成的半导体器件的性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以解决图形化的膜层侧壁易出现残留物的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体器件制造方法，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有图形化的膜层；在所述半导体衬底以及图形化的膜层表面形成刻蚀阻挡层；在所述刻蚀阻挡层表面形成材料层；刻蚀所述材料层直至暴露出所述刻蚀阻挡层的表面，从而在所述图形化的膜层侧壁形成具有缓变侧壁的缓变坡度材料层；去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。进一步的，在所述的半导体器件制造方法中，刻蚀阻挡层的材料为Si02，材料层的材料为CVD-Si ；湿法去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。进一步的，在所述的半导体器件制造方法中，刻蚀阻挡层的材料为CVD-Si，材料层的材料为Si02 ；干法去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。进一步的，在所述的半导体器件制造方法中，所述半导体衬底上还形成有释放保护层，所述图形化的膜层形成于所述释放保护层上。所述释放保护层的材料为CVD-Si、Si02 或Si3N4中的一种或其组合。进一步的，在所述的半导体器件制造方法中，所述图形化的膜层是图形化的敏感材料层。进一步的，在所述的半导体器件制造方法中，所述图形化的敏感材料层利用以下步骤形成在所述半导体衬底上形成敏感材料层；刻蚀所述敏感材料层，以形成图形化的敏感材料层。进一步的，在所述的半导体器件制造方法中，所述敏感材料层的材料为非晶硅。利用氯气和溴化氢的混合气体刻蚀敏感材料层形成图形化的敏感材料层。进一步的，在所述的半导体器件制造方法中，去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层之后，还包括在所述半导体衬底、缓变坡度材料层以及图形化的膜层表面形成电极材料；在所述电极材料表面形成图形化的光刻胶；以所述图形化的光刻胶为掩膜， 刻蚀所述电极材料以形成电极。相应的，本专利技术还提供一种利用上述半导体器件制造方法形成的半导体器件，所述半导体器件包括半导体衬底；形成于所述半导体衬底上的图形化的膜层；形成于所述图形化的膜层侧壁和底部周边的刻蚀阻挡层；覆盖所述刻蚀阻挡层的具有缓变侧壁的缓变坡度材料层。进一步的，在所述的半导体器件中，所述刻蚀阻挡层的材料为Si02，所述材料层的材料为CVD-Si ；所述刻蚀阻挡层的材料为CVD-Si，所述材料层的材料为Si02。进一步的，在所述的半导体器件中，所述半导体衬底上还形成有释放保护层，所述图形化的膜层形成于所述释放保护层上。所述释放保护层的材料为CVD-Si、Si02或Si3N4 中的一种或其组合。进一步的，在所述的半导体器件中，所述图形化的膜层是图形化的敏感材料层。所述敏感材料层的材料为非晶硅。进一步的，在所述的半导体器件中，还包括形成于所述图形化的膜层顶部以及半导体衬底部分区域上方的电极。由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术通过在刻蚀阻挡层表面形成材料层，并刻蚀所述材料层直至暴露出所述刻蚀阻挡层的表面，从而在所述图形化的膜层侧壁形成具有缓变侧壁的缓变坡度材料层，可很好的降低台阶的高度，解决图形化的膜层侧壁处刻蚀后容易出现残留的问题，提高了产品的可靠性和成品率。附图说明图IA IC为现有的半导体器件制造方法中各步骤对应器件的剖面示意图；图2为本专利技术的半导体器件制造方法的流程示意图；图3A ;3H为本专利技术半导体器件制造方法中各步骤对应器件的剖面示意图。具体实施例方式在
技术介绍
中已经提及，在MEMS中有很多的侧壁，如微桥结构侧壁、接触孔侧壁、 沟槽侧壁等等，然而，由于现有技术中，形成的侧壁都比较陡峭，在所述侧壁上再淀积薄膜时，侧壁上的薄膜的厚度比形成在平面上的薄膜的厚度要小很多，即造成了不同区域的薄膜厚度的严重不均勻，侧壁上薄膜与平面上的薄膜的厚度不均勻给刻蚀工艺带来了极大的难度，因此最终形成的图形化的膜层的侧壁极易出现残留物，从而影响半导体器件的性能。因此，本专利技术提供一种，所述半导体器件制造方法通过在刻蚀阻挡层表面形成材料层，并刻蚀所述材料层直至暴露出刻蚀阻挡层的表面，从而在图形化的膜层侧壁形成具有缓变侧壁的缓变坡度材料层，可很好的降低台阶的高度，解决图形化的膜层侧壁处刻蚀后容易出现残留的问题，提高产品的可靠性和成品率。请参考图2，其为本专利技术的半导体器件制造方法的流程示意图，结合该图，该方法包括以下步骤步骤S200，提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有图形化的膜层；步骤S210，在所述半导体衬底以及图形化的膜层表面形成刻蚀阻挡层；步骤S220，在所述刻蚀阻挡层表面形成材料层；步骤S230，刻蚀所述材料层直至暴露出本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体器件制造方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有图形化的膜层；在所述半导体衬底以及图形化的膜层表面形成刻蚀阻挡层；在所述刻蚀阻挡层表面形成材料层；刻蚀所述材料层直至暴露出所述刻蚀阻挡层的表面，从而在所述图形化的膜层侧壁形成具有缓变侧壁的缓变坡度材料层；去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件制造方法，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有图形化的膜层； 在所述半导体衬底以及图形化的膜层表面形成刻蚀阻挡层； 在所述刻蚀阻挡层表面形成材料层；刻蚀所述材料层直至暴露出所述刻蚀阻挡层的表面，从而在所述图形化的膜层侧壁形成具有缓变侧壁的缓变坡度材料层；去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。2.如权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层的材料为 Si02，所述材料层的材料为CVD-Si。3.如权利要求2所述的半导体器件制造方法，其特征在于，湿法去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。4.如权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层的材料为 CVD-Si，所述材料层的材料为Si02。5.如权利要求4所述的半导体器件制造方法，其特征在于，干法去除未被所述缓变坡度材料层覆盖的刻蚀阻挡层。6.如权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述半导体衬底上还形成有释放保护层，所述图形化的膜层形成于所述释放保护层上。7.如权利要求6所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述释放保护层的材料为 CVD-Si、Si02或Si3N4中的一种或其组合。8.如权利要求1所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述图形化的膜层是图形化的敏感材料层。9.如权利要求8所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述图形化的敏感材料层利用以下步骤形成在所述半导体衬底上形成敏感材料层； 刻蚀所述敏感材料层，以形成图形化的敏感材料层。10.如权利要求9所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述敏感材料层的材料为非晶娃。11.如权利要求10所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪新学，康晓旭，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：31